
智慧晶片:仿照人腦的技術
隨著越來越多基於人工智慧(AI)應用程式的使用,我們需要更有效率的系統,以相同的精度實時處理資料。因此荷蘭愛因霍芬科技大學的研究者 Eveline van Doremaele 正在開發一代基於人腦模型的計算機系統。據入門的報導,她使用了與神經元仿效相同的有機物質來開發獨特的智慧晶片。
比人腦更好的電腦
現有的人工智慧神經網路效果良好,但存在顯著的缺點。現有的人工智慧神經網路效果良好,但也存在許多弊端。例如,它們使用大量能量並需要相對較長的時間來執行複雜的計算。想要使無人駕駛汽車、面部識別、語言識別等應用成為可能,計算機系統需要適應一個越來越動態的環境,並能夠處理不符合預期和不完美的資料。
仿照人腦的技術
愛因霍芬科技大學的研究者 Eveline van Doremaele 說: “我們自己攜帶了一個執行複雜任務的完美系統。”“我們的大腦在處理不確保性方面非常有效,並且能夠在不斷變化的情況下非常高效地工作。這主要歸功於大腦在同一時間內執行多個過程和計算的能力以及基於以往經驗的自學習能力,這正是 AI 應用所需要的。
人腦仿生電腦技術近年來一直在攀升,越來越多的科學家將人腦的結構和功能模仿到計算機系統中。Eveline van Doremaele 指出,與人腦相比,這些人工智慧系統的效率相對較低,因此她花費了幾年時間開發了一個新型的計算機系統,並成功開發了一款可應用於人體且使用有機物質的智慧晶片。
當前的人工智慧技術可以應用於多種方案中,例如:一個透過人造神經元學習抓住筆的智慧型假肢,一個可以同時使用多種感測器在百萬個常規細胞之間檢測迴圈癌細胞的智慧晶片以及可以適應老化心臟的心臟起搏器。一旦技術成熟,應用範疇無限。
可自學習的系統
為了製造這種智慧晶片,Eveline van Doremaele 首先尋找適合的材料,這些材料既適合程式設計,又能夠被人體接受。她的研究表明,導電的有機聚合物可以很好地應用於這個系統中。
Eveline van Doremaele 說:“為了使系統能夠自學習,裝置內部的電阻是可變的至關重要。這也發生在我們的大腦中,當您多次學習某件事情時,神經細胞之間的聯絡會變得更加緊密。使用離子實際上允許我們改變電阻,但我們還想使聯絡變得永久。”使用這多巴胺材料不必擔心這個問題。
研究人員還使用這款電子晶片研發了一種生物感測器,能夠分析患有特定遺傳性疾病的人的汗水樣本。透過將多種感測器結合在一起,製成智慧晶片,這些晶片可以分析出汗水中鉀和氯的含量。經過多次測試與改進,這些晶片得以以類似於人類神經元的方式自學習,提供科學家進一步研究和開發的基礎。
結語
AI 已經無處不在,未來它的地位只會不斷增強,同樣的,資料中心的能源問題也會日趨嚴重,因此必須尋找替代的計算機系統。Eveline van Doremaele 的研究工作基於自學習、有機材料應用於生物醫學,這些研究內容相對罕見,但在國際科學界引起了很大的關注。
由於這個專案相當多學科,研究人員成功地與 EAISI(人工智慧研究所)和 ICMS(複雜分子系統研究所)建立了存取。相互交流充分,Eveline van Doremaele 成為 TU/e 研究機構之間的事務聯絡人。在這個研究領域裡,只有少數團體從事此類研究,而且通常是透過聯合專案進行的,因此這個研究專案是非常具有指標性的。
總之這項研究代表了基於人腦的技術及有機材料在發展智慧醫療等領域的巨大潛力,將成為未來科學發展的重要發展方向,同時這種技術能用在可拓展的自然智慧工具的進化,尤其該領域更多的是為被其他外界干擾的訊號的特殊偵測以及分析等所需的特殊裝置製作方面。
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